[發明專利]基于液體電弧電壓轉移的機械式直流斷路器及其使用方法

在審

• 申請號: 201910332294.0
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110048382A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 楊飛;榮命哲;吳益飛;吳翊;紐春萍;汪晨飛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/087
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

本發明公開了一種基于液體電弧電壓轉移的機械式直流斷路器及其使用方法，機械式直流斷路器包括第一接入端、第二接入端、主電流支路、轉移支路和耗能支路，所述主電流支路包括液體斷口，所述液體斷口包括腔體、靜觸頭和動觸頭，機械式直流斷路器電流通流時，動觸頭閉合靜觸頭，所述主電流支路通過電流，轉移支路和耗能支路不導通，機械式直流斷路器發生短路故障時，拉開動觸頭以在動觸頭與靜觸頭之間產生的電弧汽化液體介質以形成液體噴流，所述液體噴流推動電弧運動以升高電弧電壓，電流轉移至轉移支路，電容器充電建立開斷電壓以將電流強制轉移至耗能支路完成開斷。

技術領域

本發明涉及中高壓直流斷路器技術領域，特別是基于液體電弧電壓轉移的機械式直流斷路器及其使用方法。

背景技術

隨著電力系統容量的不斷提升，直流輸變電系統及設備蓬勃發展，同時也對系統穩定和安全提出了更高的要求。在電力系統可能會發生的各種故障里面，對于電網危害最大、發生概率很高的就是短路故障。當電力系統中發生短路故障后，快速上升的短路電流會造成十分嚴重的后果，因此，具備故障隔離和切除功能的直流斷路器對于實現直流系統的安全可靠運行不可或缺。機械式直流斷路器具備額定通流損耗小、開斷能力強的優勢，在中高壓直流開斷中具有廣泛的應用前景。然而，傳統的機械式直流斷路器利用真空、SF6等氣體介質作為斷口絕緣介質，存在斷口電弧電壓低、弧后介質恢復性能差、斷口串聯數量多等瓶頸問題，嚴重制約了直流斷路器開斷能力和可靠性的提升。針對現有機械式直流斷路器斷口性能不足的問題，本發明提出了種基于液體絕緣斷口的機械式直流斷路器，利用液態介質顯著的流動、熱傳導等物理屬性，提升開斷過程電弧電壓幅值和弧后介質絕緣恢復能力遠高于氣體和真空電弧，進而有助于電流快速轉移，提升斷口絕緣耐壓能力，減少斷口串聯數量，提升開斷容量和可靠性，顯著降低直流斷路器的成本和體積。

在背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發明背景的理解，因此可能包含不構成在本國中本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足或缺陷，本發明的目的在于提供一種基于液體電弧電壓轉移的機械式直流斷路器及其使用方法。通利用液態介質顯著的流動、熱傳導等物理屬性，提升開斷過程電弧電壓幅值和弧后介質絕緣恢復能力遠高于氣體和真空電弧，進而有助于電流快速轉移，提升斷口絕緣耐壓能力，減少斷口串聯數量，提升開斷容量和可靠性，顯著降低機械式直流斷路器的成本和體積，使得直流斷路器獲得更強的開斷能力和更高的斷口絕緣強度。

具體的，本發明采用如下技術方案：

一種基于液體電弧電壓轉移的機械式直流斷路器包括，

第一接入端，其配置成機械式直流斷路器的進線；

第二接入端，其配置成機械式直流斷路器的出線；

主電流支路，其連接在所述第一接入端和第二接入端之間，所述主電流支路包括液體斷口，所述液體斷口包括，

腔體，其內密封液體介質，

靜觸頭，其密封地固定于所述腔體內，所述靜觸頭的一端固定在所述腔體內，所述靜觸頭的另一端連接第一接入端；

動觸頭，其可移動地密封在所述腔體內，所述動觸頭的一端可鄰接抵靠或接觸所述靜觸頭，另一端連接第二接入端；

轉移支路，其連接在所述第一接入端和第二接入端之間且并聯所述主電流支路，轉移支路包括電容器；

耗能支路，其連接在所述第一接入端和第二接入端之間且并聯所述主電流支路和轉移支路，其中，